复合土工膜在平原书库筑坝技术及防渗中的应用

复合土工膜在平原书库筑坝技术及防渗中的应用

文章根据临泽县新华水库中复合土工膜除险加固的施工情况，讲解了复合土工膜在一些大坝中关于防渗处理方面的应用。

标签：复合土工膜；大坝；防渗设计；施工要求

1、大坝设计

1.1 确定坝型和坝顶的宽度。结合水库的实际情况再依据大坝设计中相关的规定，可知大部分坝顶得的宽度在2.8米-4.5米之间。

1.2 设计坝体结构。拆除坝脚以上原来的坝坡块石护面，把坝前杂物和淤泥清除然后用拍板将坝的表面打紧，平整。整平后在坝体砂土上直接压上土工膜。复合土工膜上设中细砂防护层，防护层厚度为0.2米，在此之上铺设砂砾石垫层料厚度为0.4米，顶部砌体斜率为1：3的30厘米长的石护坡。在坝体上铺设的土工膜海拔1408.0米。开挖沟土壤压力?固方式可以采用頂部的复合土工膜。槽成梯形截面形式，设置和开挖后将土工膜弯曲后压实。梯形截面的深0.5米，边坡比为1：0.5，底面的宽为0.5米。选用SN2/PE-16-300-0.3规格的复合土工膜在坝前铺盖和坝坡处，也就是两布一膜，即PE复合土工膜。

将坡脚大坝上游坡的脚下的淤泥及一些杂草进行清理并确定和0.2米厚淤泥表面的粉土和腐殖土的质量，将剩下的淤泥质粉细砂夹腐殖质黏土层进行整理，清除植物根须和表层上的杂物，可以铺设0.3毫米厚复合土工膜在清基层上，再自上而下铺设中细砂防护层和砂土保护层在复合土工膜上，厚度分别为0.2米和0.6米，长为10米。将复合土工膜埋到挖掘深度1.5米的地方的后将之填平。

2、设计大坝的防渗处理

针对实际情况，结合现状坝型及当地建筑材料状况，坝体结构设计选择为土工膜铺盖防渗方案。土工膜铺盖防渗方案具体措施如下：拆除坝坡处的砌石，清除表层杂物及植物根须，坐落在坝坡及距坝底15米内的库区的地方，整理平整后在设计水位超过0.3毫米厚的位置铺设复合土工膜，长为10米的水平铺盖。坝坡自下而上铺设中细砂和砂砾石垫层石在复合土工膜上厚度分别为0.2米、0.4米，最上砌筑0.3米厚块石。从上到下铺设0.2米的防护层和厚度是0.6米的砂层在水平铺盖复合土工膜上。

3、关于复合土工膜的设计方法

3.1 基本材料的准备及选择。复合土工膜相关因素有下垫层的粗糙度，弹性模量、铺设范围内材料允许的最大拉应力，最大水头以及覆盖表层上的最大粒径等，在设计时除了考虑土工膜的厚度主要由水压力的强度要求还应该要考虑的应用条件有暴露、埋压、使用寿命、气候等，确定设计厚度及实际厚度时一定要按

国家现行的标准规定。复合土工膜防渗结构组成的三层分别为上层膜基础、复合土工膜防渗层、保护层。

3.2 基面上的铺膜过程。依据工程在施工中的实际情况，用拍板将表面打紧，平整。在清理完坝前壤土层上的淤泥和一些杂草杂物之后，整平后将土工膜铺在在坝体上并用砂土压上。

3.3 防护层设计。施工时以及运行过程中塑料膜的完好程度与复合土工膜的防渗效果有关，由于复合土工膜是高分子化纤聚合物，故应特别避免阳光直射上一般要铺防护层，另一方面也可以防止人畜践踏，动植物的破坏，还可以减少光热作用。大坝护坡层分为细沙层，砂砾石垫层和干砌筑，并从内到外建立，细砂层，砂砾石垫层，干砌筑的厚度，分别是0.2米，0.4米，0.3米。设置土工膜覆盖层保护层在大坝的表层。防护层从下面到上面有两层，上面采用的是砂土料，厚度为0.6米；下层采用的是中细砂，厚度为0.2米，为了防止破坏复合土工膜防护层在回填前应该把较大石块等其他杂物挑出。

3.4 连接设计复合土工膜。开挖沟槽中土壤压力锚固方法是在复合土工膜底部和周围以及粉砂壤土的地基处。槽应该挖掘梯形截面形式，压实后的土工膜是弯曲形式。梯形截面的深度是1.1米到1.4米，底宽是1米，坡的比例是1：1。

3.5 抗滑槽的设计方法。在设计水位线之上0.5米处设置抗滑槽可以加大膜料与防护层、膜料与坝体之间的摩擦系数，它的结构大小的深度为0.5米，底部宽0.5米，坡1：0.05的比例。可以参考有关大坝护坡层的稳定性分析方法在计算来计算。在K=f/tg时：坡度角α，α=21.8°；f为土工膜和防护层的摩擦系数，在饱和状态下：f=0.50；在干燥状态下：f=0.55；K为安全系数。

4、复合土工膜施工步骤

4.1 建复合土工膜。复合土工膜的防渗体系建设是工程中的关键。在进行材料的采购、铺设、接缝、上覆保护层、检查等施工过程中不能有半点马虎。

4.2 复合土工膜的焊接。一般先在地面上拼接焊接好，然后再运往需要铺设，焊接的大坝处的方法可以加快焊接施工的进度和提高焊接的质量，在正式对每条焊缝施焊前，先使用长0.1米，宽0.2米的复合土工膜材料进行焊接试验，焊缝在看着合格后正式焊接、合格的焊接测试的样品再用抗拉强度的方法进行测试。可以使用热焊接方法，搭接缝焊接合格特殊的焊接机，搭接宽约0.1米在焊缝上。

4.3 关于复合土工膜的施工要点

4.3.1 复合土工膜的铺设不能绷拉过紧，应该力求使其平顺，松紧应该适度，复合土工膜之间不留空隙应该与土面密贴。

4.3.2 相邻复合土工模块之间可用用搭接或缝接拼接使其拼接。平地搭接之间的宽度可以取0.3米，极坎土或不平地面不能小于0.5米。

4.3.3 应该用可靠方法使其固定，防止滑动。

4.3.4 回填时，压实过程中不能使用重型机械或振动使其压实，也不能损坏复合土工膜。

4.4 复合土工膜保护层建设施工步骤。为防止紫外线照射、人畜以及动植物破坏在复合土膜铺设质量检查合格以后，坝坡防护层从内到外可以设置中细砂层，干砌筑、砂砾石垫层。其厚度跟前面保持一致。

5、总结

现在，土工膜这种新型防渗材料在我国已广泛应用于土木工程，环境和水利工程，即使土工膜防渗工程中的应用用很多优点，但是我们也应该清醒的认识到复合土工膜仍是一种新材料，工程土工膜的一些理化性质还有待进一步了解。复合土工膜的使用需要水利工作者的共同努力，土工合成材料的功能和特性及其在工程实践中的成功应用，吸引了全国各地的相关部门的充分重视，土工合成材料开始应用在一些国家大型重点工程，并获得巨大的经济效益和社会效益。